DE3910573C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung der Innenfläche
eines langgestreckten, mit Teilchen verschmutzten Hohlkörpers gemäß dem
Gattungsbegriff des Hauptanspruches.
Bei der Herstellung von miteinander verschraubbaren Rohren für die
Erdöl- und Erdgasindustrie werden die Rohrenden mittels einer
Bearbeitungsmaschine und einem entsprechenden Werkzeug mit einem Gewinde
versehen. Bei diesem spanenden Bearbeitungsvorgang bleiben nach dem
Schneidvorgang im Rohrinneren Schneidspäne, Zunder und loser Rost
liegen. Um diese Schmutzteilchen zu entfernen, ist es üblich, einen
Preßluftstrahl auf ein offenes Ende des Rohres zu richten. Dieser
Preßluftstrahl tritt aus einer Düse aus, die an einer Lanze befestigt
ist, wobei die Lanze manuell gehandhabt wird. In einem bestimmten
Abstand zum Ende des Rohres ist eine Auffangwand angeordnet, die die
aus dem Rohr herausfliegenden Schmutzteilchen abfängt. Bei dieser
Art der Säuberung, die mit großem Lärm verbunden ist, entsteht eine
große Staubwolke, so daß die Schmutzteilchen trotz der Auffangwand
unkontrolliert in die Umgebung fliegen.
Aus DE-OS 33 35 467 ist eine Vorrichtung zum Reinigen
von Rohren bzw. Bohrungen bekannt, die eine Lanze
aufweist, welche vor der Öffnung des Rohres bzw. der
Bohrung positioniert wird und zur Reinigung samt
Düsenkopf in diese Öffnung hineingefahren wird.
Weiter ist der US-PS 39 38 535 eine Röhren-Reinigungs
vorrichtung mit einer Wasserlanze zu entnehmen, die
über eine nach oben und seitwärts jedoch nicht axial
verschiebbare Führungs- und Haltevorrichtung bewegt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Reinigen
der Innenfläche langgestreckter, mit Teilchen ver
schmutzter Hohlkörper anzugeben, das bei vollauto
matischer Arbeitsweise ohne Lärm- und Staubbelästigung
eine vollständige Reinigung der Innenfläche des
Hohlkörpers und eine kontrollierte Entfernung der Schmutzteilchen
ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1
gelöst. Weiterbildende Maßnahmen sowie eine zur Durchführung des
Verfahrens geeignete Einrichtung sind in den Unteransprüchen
festgelegt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die bisherige Beseitigung der
im Innern des Rohres liegenden Schmutzteilchen mittels eines
Preßluftstrahles durch eine Flüssigkeitsspülung ersetzt. Dieses
Verfahren hat den großen Vorteil, daß die störende Lärm- und
Staubbelästigung entfällt und durch das kontrollierte Abführen der
Schmutzteilchen eine Verschmutzung der umliegenden Betriebsbereiche
vermieden wird. Außerdem ist das Verfahren so ausgelegt, daß das
verschmutzt aus dem Hohlkörper herauslaufende Spritzwasser gereinigt
der Strahlseite wieder zugeführt wird. Die vollständige Reinigung der
Innenfläche wird dadurch erreicht, daß der austretende
Flüssigkeitsstrahl in Form einer kreisenden Bewegung auf die
Innenfläche des Hohlkörpers gerichtet ist. Während des Spülprozesses
wird der Radius dieser Kreisbewegung fortlaufend so geändert, daß der
Innenflächenbereich am Anfang des Rohres mit einem entsprechend großen
Radius und weiter fortschreitend die nachfolgenden Innenflächenbereiche
mit einem immer kleiner werdenden Radius des kreisenden
Flüssigkeitsstrahles bespritzt werden. Damit der ungestörte Abfluß des
sich im Grund des Hohlkörpers sammelnden Spritzwassers gewährleistet
ist, wird der Hohlkörper während des Spülprozesses in Längsrichtung
leicht geneigt, wobei dieser Neigungswinkel im Bereich zwischen 2-4
Grad liegt. Die Spüldauer ist abhängig von der Abmessung, d. h.
Innendurchmesser und Länge des Hohlkörpers und liegt zwischen 15-30
Sekunden. Sie ist über ein ein Ventil betätigendes Zeitrelais
einstellbar.
Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet
durch eine den Hohlkörper aufnehmende Halterung, die als eine
langgestreckte, geschlossene Rinne ausgebildet ist. Die
Längserstreckung dieser Rinne wird so gewählt, daß sie mindestens
gleich oder etwas größer ist als der längste zu reinigende Hohlkörper.
Um die Rinne und damit auch den auf ihr liegenden Hohlkörper während
des Spülprozesses neigen zu können, ist sie auf einem in der Mitte
gelagerten Kipptisch angeordnet. Am Ende des Kipptisches ist ein
Hebel angeordnet, der mit einem Ende mit dem Kipptisch und mit dem
anderen Ende über einen Kniehebel mit der Kolbenstange eines
hydraulischen Zylinders angelenkt verbunden ist, während das
Kniehebelgelenk sich auf dem Fundament abstützt. Durch Betätigung des
Kolbens wird über den Kniehebel der Kipptisch und die auf ihm gelagerte
Rinne abgesenkt, so daß damit die gewünschte Schieflage eingestellt
werden kann.
Das aus dem Hohlkörper herauslaufende mit Schmutzteilchen versetzte
Spritzwasser wird über die Rinne kontrolliert abgeführt und läuft
anschließend in ein Absatzbecken. In diesem Becken werden mittels eines
Siebbehälters die Schmutzteilchen vom Schmutzwasser getrennt und das
gereinigte Wasser wird über eine Pumpe der Spritzstelle wieder
zugeführt. Damit wird der Wasserverbrauch gering gehalten, da nur die am
Hohlkörper anhaftenden Wassertropfen ausgetragen werden.
Die Strahldüse, z. B. in Form einer Feuerwehrspritze ist
mit einem stabförmigen Halteelement in Form einer rück
wärtigen Verlängerung des Strahldüsenkörpers auf einem
in der Höhe und in axialer Richtung verfahrbaren Tisch
gelagert. Damit kann die Spritzvorrichtung vor das offene
Ende des Hohlkörpers geschoben und die Mündung je nach
Querschnittsgröße des Hohlkörpers auf die
entsprechende Höhe eingestellt werden. Die kreisende Bewegung des
Flüssigkeitsstrahles wird dadurch erreicht, daß die stabförmige
Verlängerung gelenkig gelagert ist und am Ende mit einem Kurbeltrieb
verbunden ist. Damit der Radius der kreisenden Bewegung des
Flüssigkeitsstrahles während des Spülprozesses verändert werden kann,
ist auf der Unterseite des Lagers eine Mutter befestigt, in die eine mit
einem Stellmotor verbundene Spindel eingreift. Damit wird der Abstand
des Lagers zum Kurbeltrieb verändert, so daß sich bei kurzem Abstand ein
großer Radius, bei langem Abstand ein kleinerer Radius ergibt. Der
Vorteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß man zu Beginn des
Spülprozesses den Spülstrahl auf den Innenflächenbereich unmittelbar am
Anfang des Rohres einstellt und dann weiter fortschreitend die Radien
immer kleiner macht, so daß der Strahl immer tiefer in das Rohrinnere
eindringt.
Bei der Reinigung im Durchmesser großer Hohlkörper kann nicht
ausgeschlossen werden, daß trotz der Rinnenform der den Hohlkörper
aufnehmenden Halterung einige Schmutzteilchen über den Rinnenrand hinweg
nach unten fallen. Dies ist deshalb möglich, weil im Sinne einer
kompakten Konstruktion die Rinnenabmessung nur ganz knapp im Hinblick
auf den im Durchmesser größten zu reinigenden Hohlkörper ausgelegt wird.
Um trotzdem den Flurbereich sauber zu halten, wird weiterbildend
vorgeschlagen, unterhalb des Rinnenbereiches eine Auffangwanne
anzuordnen, die einen entlang der Längsachse geführten Kanal aufweist.
Um diesen Kanal ausspritzen zu können, wird außerdem vorgeschlagen, an
der druckführenden Leitung eine mit einem ansteuerbaren Ventil
versehenen Abzweig anzuordnen. Dieser Abzweig ist mit einer am
Kanalgrund der Auffangwanne angeordneten stationären Strahldüse
verbunden. Nach Beendigung des Spülprozesses des Hohlkörpers wird das
Ventil umgesteuert und der Kanal der Auffangwanne mittels der
stationären Strahldüse freigespritzt. Das von der Auffangwanne
abfließende Wasser wird zusammen mit dem aus dem Hohlkörper
herausfließenden Spritzwasser im Absatzbecken gesammelt, gereinigt und
der Strahlseite wieder zugeführt.
Für das angestrebte Ziel einer automatisch arbeitenden Spüleinrichtung
wird die Spülrinne auf dem Kipptisch nach beiden Seiten schwenkbar
gelagert. Damit ist es möglich, daß der zu spülende Hohlkörper von der
Bearbeitungsmaschine über einen schräg geneigten Ablaufrost auf die
geschwenkte Rinne zurollt und nach dem Schwenken der Rinne in die
Mittellage und nach Schrägstellung der Rinne in Längsrichtung der
Hohlkörper sich in Spülposition befindet. Nach Beendigung des
Spülprozesses wird die Rinne zuerst in die Horizontallage abgesenkt und
anschließend nach der anderen Seite geschwenkt und der gereinigte
Hohlkörper kann der nächsten Bearbeitungsstation zurollen. Damit eine
unterschiedliche Längsposition der auf die Rinne eingerollten und zu
reinigenden Hohlkörper in bezug auf das Spülen ausgeglichen werden kann,
ist an dem verfahrbaren Tisch der Spüleinrichtung ein Kragarm mit einem
Anschlag angeordnet. Dieser Anschlag erstreckt sich bis in den unteren
Bereich der Stirnseite des auf der Rinne liegenden Hohlkörpers und steht
mit seiner Anschlagseite etwas der Mündung der Strahldüse vor. Damit
wird sichergestellt, daß die Mündung der Strahldüse immer auf den gleich
einmal gewählten Abstand zur Stirnfläche des Hohlkörpers gefahren wird.
In der Zeichnung wird anhand eines Ausführungsbeispieles die
erfindungsgemäße Einrichtung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Längsansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung mit
angedeutetem Spritzteil,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1,
Fig. 3 einen Längsschnitt des Spritzdüsenbockes,
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 3.
Fig. 1 zeigt eine Längsansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung mit
nur einem angedeuteten Spritzteil, der in Fig. 3 in allen Einzelheiten
dargestellt ist. Das zu reinigende Rohr 1 ist auf einer langgestreckten
geschlossenen Rinne 3 gelagert, die in Höhe eines Absetzbeckens 4
endet. In diesem Absetzbecken 4 befindet sich ein Siebbehälter 5. In
dem die aus dem Rohr 1 herausfließende mit Teilchen verschmutzte
Flüssigkeit 6 - hier symbolhaft gestrichelt dargestellt - aufgefangen
und die Teilchen von der Flüssigkeit getrennt werden. Auf die
Darstellung der Pumpe zur Rückführung der gereinigten Flüssigkeit wurde
hier verzichtet. In dem Siebbehälter 5 wird auch die von der
Auffangwanne 7 abfließende verschmutzte Flüssigkeit 50 gesammelt. Die
schwenkbare Rinne 3 ist auf einem Kipptisch 8 angeordnet, der in der
Mitte wie eine Wippe gelagert 9 ist. An einem Ende des Kipptisches 8
ist ein Kniehebelgelenk 10 angeordnet, das mit einem Stellzylinder 11
verbunden ist. Mittels dieser Elemente 10, 11 wird der Kipptisch 8 und
damit die auf ihr lagernde Rinne 3 zusammen mit dem Rohr 1 in eine
Schieflage gebracht, so daß die über die Strahldüse 12 eingespritzte
Flüssigkeit ungehindert aus dem Rohr 1 ablaufen kann.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1. Die mit
einer ausgezogenen Linie dargestellten Rohre 1, 2 liegen in
Strahlposition, wobei die schwenkbare Rinne 3 eine Mittelstellung
einnimmt. Die zwei in der Abmessung unterschiedlich dargestellten Rohre
1, 2 sollen das größte 1 bzw. das kleinste 2 zu reinigende Rohr
symbolisieren. Nach Beendigung der Reinigung wird die Rinne 3 nach
rechts geschwenkt und nimmt dann die gestrichelt dargestellte Position
3′′ ein. In dieser Stellung 3′′ kann das Rohr 1 bzw. 2 von der Rinne 3
abrollen und über den anschließenden Ablaufrost 13 der nächsten
Bearbeitungsstation zugeführt werden. Nach Abrollen des Rohres 1 bzw.
2 schwenkt die Rinne 3 über die Mittelstellung nach links in die
strichpunktierte Position 3′. Die an der linken Seite der Rinne 3
angeordnete Stoppnase 14 schwenkt dann unter die Oberkante des
Zulaufrostes 15, so daß das nächste aufgelaufene Rohr 1′ bzw. 2′ hier
strichpunktiert dargestellt, auf die Rinne 3 rollen kann. Anschließend
schwenkt die Rinne 3 wieder nach rechts in die Mittelstellung und das
Rohr 1 bzw. 2 liegt dann in Spülposition. Die dann oberhalb der
Oberkante des Zulaufrostes liegende Stoppnase 14 verhindert ein
Anschlagen des nächsten zulaufenden Rohres an das in Spülposition
befindliche Rohr 1 bzw. 2. Die Schwenkbewegung der Rinne 3 erfolgt
mittels eines Stellzylinders 16, der gelenkig mit einem an der
Unterseite der Rinne 3 angeordneten Stegblech 17 verbunden ist. Die
Rinne 3 stützt sich mit einem ebenfalls an der Unterseite angeordneten
Blech 18 über ein Gelenk 20 auf der Rahmenkonstruktion 19 des
Kipptisches 8 ab. Die auf der Unterseite der Spülvorrichtung angeordnete
Auffangwanne 7 weist in der Mitte einen Kanal 43 auf, der nach
Beendigung des Spülvorganges freigespritzt wird. Durch die Anordnung
der Auffangwanne 7 wird sichergestellt, daß die hin und wieder über die
Ränder der Rinne 3 schwappenden Teilchen ebenfalls geführt weggespült
werden.
Fig. 3 zeigt in einem Längsschnitt die Einzelheiten des
Spritzdüsenbockes. Die Spritzdüse 12, hier in Form einer
üblichen Feuerwehrspritze, ist an einem als Zuführung aus
gebildeten Spritzkörper 21 angeflanscht, der wiederum
mit einer stabförmigen Halteelement 22 in Form einer
rückwärtigen Verlängerung verbunden ist. Dieses Halte
element 22 stützt sich in einem ein Kugelgelenk 23 auf
weisenden Lagerbock 24 ab und ist am Ende mit einem Kurbel
trieb 25 verbunden. Durch den Kurbeltrieb 25 wird die Spritzdüse
12 in eine kreisende Bewegung versetzt, so daß die gesamte
Innenumfangsfläche des Rohres 1 ausgespritzt wird. Die Größe der
kreisenden Bewegung wird durch den Abstand des Lagerbockes 24 vom
Kurbeltrieb 25 bestimmt. Dieser Abstand kann vergrößert oder verkleinert
werden, hier dargestellt durch den Pfeil 47, mittels einer an der
Unterseite des Lagerbockes 24 angeordneten Mutter 26, in die eine von
einem Stellmotor 27 angetriebene Spindel 28 eingreift. Die Anpassung
der Position der Spritzdüse 12 an den jeweiligen Durchmesser des zu
reinigenden Rohres 1 erfolgt über eine Höhenverstellung des
Aufnahmetisches 29, hier dargestellt durch den Pfeil 46, bestehend aus
drei Hubspindeln 30, 30′, 31 und zwei Führungsstangen 45, 45′ sowie einer
Stellspindel 32, die mit einem Handrad 33 verbunden ist. Der
Aufnahmetisch 29 ist in Längsrichtung verschiebbar, wie durch den Pfeil
34 angedeutet. Die Verschiebung erfolgt mittels eines Stellzylinders 35,
der am Ende mit einer kragarmartigen Verlängerung 36 des Aufnahmetisches
29 verbunden ist. Am Ende dieser Verlängerung 36 ist ein Anschlag 37
angeordnet, der sich bis an den unteren Stirnbereich des zu reinigenden
Rohres 1 erstreckt. Durch die miteinander gekoppelte Verschiebung 34 des
Aufnahmetisches 29 und des Anschlages 37 wird erreicht, daß der Abstand
der Mündung 49 der Spritzdüse 12 von der Stirnseite des Rohres 1 immer
gleich ist. Dabei steht die Anschlagseite 48 des Anschlages 37 immer
etwas der Mündung 49 der Spritzdüse 12 vor. Von der
Druckzuführungsleitung 38 zweigt eine Leitung 39 ab, an deren Ende eine
stationäre Spritzdüse 40 angeordnet ist, wobei an der Abzweigstelle 41
ein ansteuerbares Ventil 42 angeordnet ist. Dieses Ventil 42 ist mit
einem hier nicht dargestellten Zeitrelais verbunden, mit dem die Dauer
des Spritzvorganges einstellbar ist. Nach Beendigung der Reinigung des
Rohres 1 schaltet das Ventil 42 auf die abzweigende Leitung 39 um und
mit dem aus der stationären Düse 40 austretenden Flüssigkeitsstrahl wird
der in Fig. 2 dargestellte Kanal 43 der Auffangrinne 7 freigespritzt.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 3. In dieser
Darstellung kann man zum einen die Gleitführung des Lagerbockes 24 auf
dem Aufnahmetisch 29 und zum anderen die Gleitführung des
Aufnahmetisches 29 auf den Stützböcken 44, 44′ erkennen. Zum kippsicheren
Heben des Aufnahmetisches 29 sind außer den drei Hubspindeln
30, 30′, 31 noch zwei Führungsstangen 45, 45′ angeordnet.
Claims (7)
1. Verfahren zur Reinigung der Innenfläche eines langgestreckten, mit
Teilchen verschmutzten Hohlkörpers, bei dem ein aus einer Düse
austretender freier Strahl eines unter Druck stehenden Fluids auf
die Innenfläche in Form einer kreisenden Bewegung gerichtet wird
und die auf dem Grund des Hohlkörpers sich sammelnde Flüssigkeit
mitsamt den Teilchen an dem, der Strahlseite entgegengesetzten
Ende aus dem Hohlkörper herausläuft,
dadurch gekennzeichnet,
daß der austretende Strahl auf das offene Ende des während des
Spülprozesses in Längsrichtung geneigten Hohlkörpers in Form der
kreisenden Bewegung gerichtet wird, wobei der Radius der
kreisenden Bewegung des Flüssigkeitsstrahles beginnend am Anfang
des Hohlkörpers während des Spülprozesses fortlaufend kleiner wird
und der Abstand der Austrittsstelle des Strahles zum offenen Ende
des Hohlkörpers auf einen vorgegebenen Wert eingestellt wird.
2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
bestehend aus einer den Hohlkörper aufnehmenden Halterung und
einer auf einer in der Höhe verfahrbaren Führungs- und
Haltevorrichtung angeordneten Strahldüse, die mit einer
druckführenden Leitung verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die den Hohlkörper (1, 2) aufnehmende Halterung als eine
langgestreckte geschlossene Rinne (3), deren Längserstreckung
mindestens gleich oder größer ist als der längste zu reinigende
Hohlkörper (1,2) ausgebildet und auf einem in der Mitte gelagerten
Kipptisch (8) angeordnet ist,
daß die Strahldüse (12) mit einem als Zuführung ausgebildeten
Rohrstück (21) verbunden ist, das wiederum im Form einer
rückwärtigen Verlängerung mit einem stabförmigen Haltelement (22)
fest verbunden ist und das Halteelement (22) auf einem in axialer
Richtung verstellbaren Tisch (29) gelenkig gelagert und das Ende
des Halteelementes (22) mit einem Kurbeltrieb (25) verbunden und
der Lagerbock (24) auf dem Tisch (29) in axialer Richtung
verschiebbar angeordnet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der verschiebbare Lagerbock (24) ein Kugelgelenk (23) und eine
auf der Unterseite angeordnete Mutter (26) aufweist, in die eine
mit einem Stellmotor (27) verbundene Spindel (28) eingreift.
4. Einrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rinne (3) auf dem Kipptisch (28) gelenkig (20) gelagert und
um ihre Längsachse nach beiden Seiten schwenkbar ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß in Flurhöhe unterhalb der Spülvorrichtung eine Auffangwanne (7)
angeordnet ist, die in Bezug auf Länge und Breite die Ausdehnung
der Rinne (3) übersteigt.
6. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die druckführende Leitung (38) im Bereich der
Spritzdüsenanordnung einen mit einem ansteuerbaren Ventil (42)
versehenen Abzweig (41) aufweist und die abzweigende Leitung (39)
mit einer am Grund (43) der Auffangwanne (7) angeordneten
stationären Strahldüse (40) verbunden ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der verfahrbare Tisch (29) einen in Strahlrichtung
hervorstehenden Kragarm (36) aufweist, an dem ein bis in den
unteren Bereich der Stirnfläche des Hohlkörpers (1, 2) sich
erstreckender Anschlag (37) angeordnet ist, dessen dem Hohlkörper
zugewandte Anschlagseite (48) der Mündung (49) der Strahldüse (12)
vorsteht.
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